Ученые сделали «снимки» света

Международная команда исследователей получила изображение поверхностных плазмон-поляритонов, а также вихревых световых полей, которые могут менять свойства материи. Результаты работы актуальны для регистрации световых полей в лабораторных экспериментах. Статья опубликована в журнале Nature.

Коллектив ученых из Питтсбургского университета, Университета Цукубы и Национального университета Цинхуа провел эксперимент, в котором удалось захватить импульсы зеленого света длительностью 20 фс (2*10-14 с) в виде поверхностных волн флуктуации плотности света и электронов, известных как плазмон-поляритоны. Проходя по серебряной поверхности, световые волны вызывали испускание электронов, которые можно было зафиксировать с помощью электронного микроскопа, а после сформировать изображение и сделать снимок. Послав два световых импульса с временной задержкой 10-16 с, ученые наблюдали, как световые волны сходились вместе, вызывая увеличение и падение общей амплитуды в определенных точках пространства — световые вихри.

Вихревые световые поля потенциально могут вызывать переходы в квантовомеханической фазе твердых материалов, так что преобразованная структура материала и его зеркальное отражение не могут быть наложены друг на друга. То есть вращение светового вихря порождает два топологически различных материала. Считается, что подобные фазовые переходы ответственны за некоторые аспекты структуры Вселенной. Возможность регистрировать световые поля и плазмонные вихри в лабораторных условиях важно для проведения сверхбыстрых микроскопических исследований фазовых переходов в материалах, вызванных действием света.